JP2002012172A - トレーラ連結角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で角度誤差が小さくトレーラに大掛
かりな改造を必要としないトレーラ連結角検出装置を実
現する。 【解決手段】トラクタ1にテレビカメラ4を設置し、トレ
ーラ2の前面パネル2aにおいてテレビカメラ4と相対的に
所定の位置になるように前面位置検出用マーカー5Fを設
置し、テレビカメラ4の出力画像内の前面位置検出用マ
ーカー5Fの画像位置を検出することによりトレーラ2の
連結角θを求める。また、前面位置検出用マーカー5Fが
検出できない場合でも、トレーラ2の両側面2bの前方に
それぞれ側面位置検出用マーカー5L,5Rを設置してお
き、この側面位置検出用マーカー5L,5Rを検出したとき
に、同様にしてそのマーカーの画像位置を検出する。さ
らには、テレビカメラをトラクタ1の左右端部に1台ずつ
設置しておき、両カメラの出力画像からトレーラの屈曲
方向を検出し、その屈曲方向に応じて選択的にカメラの
出力画像を使用して連結角を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトレーラ連結角検出
装置に関し、特に連結車両を形成するトラクタとトレー
ラの連結角を検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクタとトレーラの連結角を検出する
装置としては以下に示す従来技術が既に提案されてい
る。 特開平6-87462号，同6-255529号，同6-278640号 実
開平3-52285号これらは何れもトラクタとトレーラの連
結角を機械的に取り出す装置を開示したものであり、具
体的にはキングピンを中心部に固設したターンテーブル
をトレーラに回転可能に取り付け、トラクタの旋回に応
じターンテーブルとキングピンが一体になって回動し、
連結角の変化が該キングピンに固着したレバーの回動に
よって取出される構成を有するものである。

【０００３】このような機械的に連結角を取り出す方式
は現実に実用化されているが、キングピンを回動可能に
取り付ける構成や該キングピンがカプラの相対角変化に
連動して回動するようにする構成等に対する部品が非常
に多く、構造が複雑でかなり高価となり、かつキングピ
ンにアーム取り付け等の加工が必要で、最重要部品であ
るキングピンにとって保安上、好ましくない。

【０００４】特開平8-332973号 トレーラの前部下面にキングピンを中心とする円弧状の
磁気スケールを埋設すると共に、トラクタ側に磁気セン
サを取り付け、磁気センサの出力パルス数をカウントす
ることにより連結角を演算している。この装置はトレー
ラの前部下面に磁気スケールを埋設しているため、トレ
ーラ側に大がかりな改修が必要となり、トレーラを交換
した場合に対応し難い問題がある。

【０００５】特開平4-254268号 この公報の図8にはトラクタのキャブ後部の中央から少
し横にずれた箇所から超音波を発射し、トラクタの前面
からの反射波を受信し、その経過時間で距離を演算し、
その距離から連結角を演算する装置について提案してい
る。

【０００６】この装置は超音波による測距が基本である
ため、分解能が低いと言う問題があり、かつトラクタと
トレーラ間の距離で連結角を演算しようとしているた
め、測定した距離の誤差が小さくとも、角度としては非
常に大きな誤差になってしまうと言う欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のトレ
ーラ連結角検出装置は、構造が複雑で高価な機械式のも
のであるか、装置が大掛かりになったり大きな角度誤差
を含む演算方式を採用したものであった。

【０００８】従って本発明は、構造が簡単で角度誤差が
小さくトレーラに大掛かりな改造を必要としないトレー
ラ連結角検出装置を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るトレーラ連結角検出装置は、トレーラ
と共に連結車両を形成するトラクタに設置されたテレビ
カメラと、該トレーラの前面パネルにおいて、該テレビ
カメラと相対的な所定位置に設置された前面位置検出用
マーカーと、該テレビカメラの出力画像内の該マーカー
の画像位置を検出することにより該トレーラの連結角を
求める演算処理装置と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１０】すなわち本発明では、トラクタの、例えば
トレーラの左右方向の中央部にテレビカメラを1台設置
しておき、このテレビカメラの設置位置と相対的な所定
位置、例えばトレーラの前面パネルの中央部において前
面位置検出用マーカーを予め設置しておく。

【００１１】そして、演算処理装置は、トレーラが左又
は右方向に屈曲するとき、テレビカメラの出力画像内に
おいて該前面位置検出用マーカーが、例えばテレビカメ
ラを原点とした時の基準画像位置である直進状態におけ
る画像位置からどのくらいずれているかを示す水平角度
を検出することにより、その他の諸定数を用いてトレー
ラの連結角を求めることが出来る。

【００１２】このようにして本発明においては、トレー
ラに大掛かりな改修を必要とせずに、構造が簡単で角度
誤差が小さいトレーラ連結角検出装置を実現することが
できる。このように検出した連結角は、トレーラの走行
軌跡予測やサイドミラーの回動制御に利用することがで
きる。

【００１３】一方、トレーラの前面パネルに前面位置検
出用マーカーを設置した場合、トレーラの連結角が非常
に大きくなると該前面位置検出用マーカーを検出できな
いか、又は検出できても該マーカーによって求めた連結
角が正確でない場合がある。そこで、本発明では、トレ
ーラの両側面パネルの前方にそれぞれ側面位置検出用マ
ーカーをテレビカメラと相対的な所定位置に設置してお
き、演算処理装置は、上記のようにして求めた連結角が
所定値より大きくなるか又は前面位置検出用マーカーが
検出できないとき、いずれかの側面位置検出用マーカー
を検出すれば、この側面位置検出用マーカーの画像位置
を前面位置検出用マーカーの場合と同様に水平角度とし
て検出することにより、トレーラの連結角を求めること
ができる。これにより、前面位置検出用マーカーだけで
は検出できなかったほぼ全ての屈曲状態における連結角
を求めることができる。

【００１４】また、トレーラが大きく屈曲したまま駐車
していた後にシステムが作動した場合などは、前面位置
検出用マーカーを検出できないことがあるが、側面位置
検出用マーカーを用いれば左右どちらかの側面位置検出
用マーカーが検出され、且つそれが左右どちらであるか
が分かるので、直ちにトレーラ連結角を求めることがで
きる。

【００１５】さらに、本発明においては、テレビカメラ
をトラクタの左右端部に1台ずつ設置しておくこともで
きる。この場合、演算処理装置は、両方のテレビカメラ
の出力画像からトレーラの屈曲方向を検出し、この屈曲
方向とは反対側のテレビカメラの出力画像から上記と同
様にして連結角を求めることができる。

【００１６】また、各テレビカメラは予め所定角度だけ
車両の内側に傾けるように設置してもよい。これによ
り、各テレビカメラの視野角はトレーラが屈曲したとき
に前面位置検出用マーカーの移動軌跡が含まれる範囲で
済み、直後ろを向く場合に比べて狭いものでよくなる。

【００１７】なお、この水平角度と連結角を予めマップ
として記憶しておけば、水平角度さえ求めれば、一々演
算することなく連結角を決定することができる。また、
該演算処理装置が該マーカーの種々のパターンを予め記
憶しておき、該テレビカメラの出力画像と比較すること
により該マーカーの画像位置を検出することができる。

【００１８】さらに、上記のテレビカメラが、白黒及び
カラーテレビのいずれの場合でも、各マーカーは、色に
関係なく少なくとも形状が異なっていればよく、さらに
カラーテレビカメラの場合には各マーカーは同一形状で
あっても少なくとも色が異なっていればよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るトレーラ連
結角検出装置の実施例(1)及び(2)を車両に搭載した場合
の概略平面図を示している。図中、トラクタ1とトレー
ラ2とで連結車両を形成し、回動連結部3を中心に回動す
るようになっている。テレビカメラ4は、トラクタ1のル
ーフ1aの所定位置、例えば左右方向の中央部に設置され
ており、カメラ視野角±δ₀を有している。

【００２０】また、トレーラ2の前面パネル2aにおいて
は、テレビカメラ4との相対的な所定位置、例えば中央
部に前面位置検出用マーカー5Fを設け、トレーラ2の側
面パネル2bの前方のできるだけ左端2L及び右端2Rに近い
位置に左面位置検出用マーカー5L及び右面位置検出マー
カー5Rを設けている。

【００２１】このようなトレーラ連結角検出装置を搭載
した車両の側面概略図が図2に示されている。この側面
図は、図1に示したトレーラ2における左側面パネル2bを
見た図であり、図示の如く、テレビカメラ4と前面位置
検出用マーカー5Fと左面位置検出用マーカー5Lとがほぼ
同じ高さに配置されている。

【００２２】また、テレビカメラ4は、トラクタ1内の例
えばダッシュボード内に設けた演算処理装置10に接続さ
れている。図3には、上記の各マーカーの設置例が示さ
れている。同図(1)においては、前面位置検出用マーカ
ー5Fとして、図4(1)及び(2)に示すように正方形51の枠
内に十字模様52が挿入されたものであり、左面検出用マ
ーカー5Lとしては、三角形が用いられており、右面検出
用マーカー5Rとしては円マーカーが用いられている。

【００２３】なお、このようなマーカーに関しては、テ
レビカメラ4が白黒カメラの場合、少なくとも各マーカ
ーの形状を異ならせる必要があるが、色については、枠
51と十字模様52は黒とし、その他の部分53を白とするこ
とができる。また、テレビカメラ4がカラーカメラの場
合には、図3(2)の実施例に示すように、マーカー5F、5
L、及び5Rを全て同一形状とすると共に、色のみを異な
らせることができ、図4(2)に示すように十字模様52を三
原色の中の一色とすることもできる。

【００２４】すなわち、前面位置検出用マーカー5Fは、
十字模様52のみを三原色の中の一色、例えば「赤色」を用
い、左面検出用マーカー5Lについては「青色」を用い、右
面検出用マーカー5Rについては「緑色」を用いることがで
きる。さらに、同図(3)に示すような四角模様などを用
いてもよい。

【００２５】図5には、本発明に係るトレーラ連結角装
置の実施例(1)及び(2)の電気的な回路構成例が示されて
おり、特に、図2に示した演算処理装置6の構成例が示さ
れている。すなわち、テレビカメラ（白黒又はカラー）
4の出力画像を画像メモリ6aに記憶し、この画像メモリ6
aに記憶したデータに基づいて画像処理部6bが微分処
理、エッジ処理、2値化処理を行ってこの処理結果を演
算部6cに与えている。なお、テレビカメラ4にカラーテ
レビカメラを用いた場合には、画像処理部6bでは色抽出
処理も行う。

【００２６】なお、このような画像認識技術について
は、例えば特公平6-52554号公報に記載されている公知
の技術を用いることができる。また、演算部6cは、各マ
ーカーの種々のパターン(形状／色彩)を予め記憶してい
る。図6は、上記のような演算処理装置6に格納され且つ
実行される処理プログラムのフローチャートを示したも
のであり、特に実施例(1)による前面位置検出用マーカ
ー5Fのみを用いて連結角θを求める処理手順を示してい
る。以下、この図6を参照して実施例(1)の動作を説明す
る。

【００２７】まず、演算処理装置6における画像メモリ6
aはテレビカメラ4の出力画像を取り込んで、画像処理部
6bに与えると、この画像処理部6bでは撮影した画像の画
像処理及び画像認識を実行して（ステップS1）、前面位
置検出用マーカー5Fをパターン認識しているか否かを判
定する（同S2）。このパターン認識処理について以下に
詳述する。

【００２８】まず、図7に示すように、トレーラ2がトラ
クタ1に対して連結角θを発生させた屈曲状態にあると
き、テレビカメラ4によって撮影された前面位置検出用
マーカー5Fの中心位置はテレビカメラ4と回動連結部3と
を結ぶ中心線(基準線)から角度δ_Fだけずれることにな
る。

【００２９】これを図8の画像例で説明すると、トレー
ラ2が直進状態にある時には、同図(1)に示すようにマー
カー5Fは上記の中心線上にあるため、角度δ_Fは基準位
置“0”に一致している。なお、この画像の両端はテレ
ビカメラ4の左右視野角±δ₀になっており、トレーラ2
の左端2L及び右端2Rがこの視野角±δ₀の僅かに内側に
位置している。

【００３０】そして、同図(2)に示すように、例えば左
屈曲角が約20°になった場合には前面位置検出用マーカ
ー5Fの中心位置の角度はδ_Fとなると共に左右の幅が圧
縮された画像になっている。従ってステップＳ2におい
て前面位置検出用マーカー5Fを認識していることが分か
ったときには、同図(2)で示した前面位置検出用マーカ
ー5Fの画像位置から角度δ_Fを検出する(同S3)。

【００３１】なお、演算部6cは、マーカー5Fの種々の形
状を予め記憶しており、これにより、同図(1)及び(2)の
いずれの場合、あるいは後述する同図(3)及び(4)に示す
ような場合でもパターン認識が可能となる。また、テレ
ビカメラ4の最大視野角δ₀は分かっているので、検出さ
れた角度位置δ_Fの画像内の位置を最大視野角δ₀と比較
することでδ_Fの絶対値を算出することができる。

【００３２】この後、検出した角度δ_Fを基にトレーラ
の連結角θを求める。このように角度δ_Fから連結角θ
を求める原理を、図7を用いて以下に説明する。まず、
諸定数を以下のとおりとする。

【００３３】d：テレビカメラ4と回動連結部3との距離 a：トレーラ前面パネル2と回動連結部3との距離 これらの定数を用いると次式が得られる。 X_F=a・cosθ ……式(1) Y_F=a・sinθ ……式(2) また、マーカー5Fの中心点の座標は次式で表わされる。

【００３４】 [d-X_F, Y_F]=[d- a・cosθ, a・sinθ] ……式(3) 従って、角度δ_Fは次式で与えられる。 δ_F=arctan( a・sinθ/(d-a・cosθ)) ……式(4) なお、このようにして求めたマーカー画像の角度δ_Fと
連結角θとの関係をマップとして演算部6cの記憶装置
（図示せず）に記憶しておき、検出した角度δ_Fから連
結角θを読み出す（同S4）ようにすれば、上記の計算を
一々実行する必要がなくなる。

【００３５】すなわち、演算部6cは、図9の特性曲線Aで
示す連結角θとマーカー5Fの角度δ _Fとの関係をマップ
として予め記憶しておけばよい。なお、同図中の曲線B
はトレーラ2の左端2Lの検出軌跡を示している。この左
端2Lは全角度において検出可能であるが、マーカー5Fは
0〜80°位までが検出可能範囲であることが分かる。

【００３６】このようにして、式(4)における角度δ_Fの
極性で示される屈曲方向と連結角θとが決定される。
(同S5)。一方、ステップS2において前面位置検出用マー
カーを認識できなかったときには、連結角検出ができな
かった旨の通知を運転者及び制御システムに通知する
（同S6）。

【００３７】すなわち、正しい前面位置検出用マーカー
5Fを認識していないときは、 トレーラ2の屈曲角が非常に大きくなっていてテレビ
カメラ4で前面位置検出用マーカー5Fが撮影できない、 前面位置検出用マーカー5Fに汚れや破損があって認識
できない、 コンピュータやその他の装置が故障した、等の理由が
考えられるので運転者や連結角を利用して制御している
システム側に「連結角検出不能情報」を通知する。

【００３８】ここで、上記の実施例(1)の場合には図7に
示すように前面位置検出用マーカー5Fが常に検出されて
いることを前提にしており、連結角θが大きくなってく
ると、前面位置検出用マーカー5Fはテレビカメラ4の視
野角±δ₀の範囲外になってしまうが、この時には前面
位置検出用マーカー5Fを検出できないため、上記の如く
運転者や制御システム側に、「連結角検出不能情報」を
通知するだけである。

【００３９】そこで、このような場合に対処するため、
本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例(2)で
は、図1で説明したようにトレーラ2の側面パネル2bにお
いて、左面位置検出用マーカー5Lと右面位置検出用マー
カー5Rをそれぞれ左端2L及び右端2Rの近くに取り付ける
と共に、演算処理装置6が図10に示すような処理手順を
実行することにより連結角θを求めることが可能にな
る。なお、この実施例(2)の回路構成例は図5に示した実
施例(1)のものと同じでよい。

【００４０】以下、図10のフローチャートを参照してこ
の実施例(2)の処理手順を説明する。まず、この図10の
フローチャートのステップS1〜S5は、図6に示したフロ
ーチャートに対応しており、ステップS11〜S18が新たに
加えられている点が異なっている。

【００４１】すなわち、ステップS4が実行されて連結角
θが求められた後、演算処理装置6の演算部6cは、この
連結角θが所定値を超えているか否かを判定する(ステ
ップS11)。これは、連結角θがかなり大きくなると、図
8(3)及び(4)に示す如く、テレビカメラ4が前面位置検出
用マーカー5Fを見る斜め角度が大きくなり、前面位置検
出用マーカー5Fより側面位置検出用マーカー（図8の例
ではマーカー5L）をパターン認識する方が誤差が小さく
なるので、連結角θが所定値以上のときは、側面位置検
出用マーカーの認識に切り換えることが望ましいからで
ある。なお、この所定値は一例として約60°〜70°であ
る。

【００４２】ステップS11の結果、連結角θが所定値以
下であった場合は、図6と同様にステップS5に進むが、
そうでないときにはステップS12へ進み、左面位置検出
用マーカー5Lを認識しているか否かを判定する。認識し
ていればステップS13へ進み、認識していなければステ
ップS14へ進む。この側面位置検出用マーカー5L,5Rの場
合も予めパターンを種々記憶しておき、マッチングする
ものを見つければよい。

【００４３】ステップS13では屈曲方向を「左」と認識
し、画像内での側面位置検出用マーカー5Lの角度δ_Lを
検出してステップS18へ進む。ステップS14においては、
右側の側面位置検出用マーカー5Rを認識しているか否か
を判定する。認識していればステップS15へ進み、認識
していなければステップS16へ進む。

【００４４】ステップS15においては、屈曲方向を「右」
と認識し、画像内での側面位置検出用マーカー5Rの角度
δ_Rを検出してステップS17へ進む。ステップS16におい
ては、連結角θが所定値以上なのに側面位置検出用マー
カー5L, 5Rを共に認識できないと共に前面位置検出用マ
ーカー5Fも認識できない（ステップS2）ので、 側面位置検出用マーカーの汚れや破損、 コンピュータや装置の故障、等が発生していると判断
されるので故障ウオーニングを発生してこのルーチンを
出る。

【００４５】ステップS17及びS18においては、それぞれ
検出した角度δ_R及びδ_Lの値を基に側面位置検出用のマ
ップから連結角θを読み出してステップS5へ進む。ここ
で、側面位置検出用マーカー5L,5Rから連結角θを求め
る原理について説明する。

【００４６】図11は、1台のテレビカメラ4を用いた場合
において、左面位置検出用マーカー5Lを検出してトレー
ラ連結角θを求める場合の説明図であり、まず、以下の
ようにして左面位置検出用マーカー5Lの角度位置δ_Lを
求める。まず、予め分かっている諸定数は次のとおりで
ある。

【００４７】ｄ：カメラとトレーラ回動中心点の距離 Ｗ：トレーラ幅の1/2 ａ：左面検出用マーカー5Lから水平基準線に下ろした直
線とトレーラ回動中心3との距離 従って、これらの定数を用いると回動中心3と左面検出
用マーカー5Lとを結ぶ線とトレーラ中心線との成す角φ
は次式で与えられる。

【００４８】 φ=arctan(W/a) ……式(5) また、回動中心点3と左面検出用マーカー5Lとの距離Aは
次式で与えられる。 A=√(W²+a²) ……式(6) さらに、 Ｘ_L：左面検出用マーカー5Lの水平基準線からの距離 Ｙ_L：左面検出用マーカー5Lのトレーラ回動中心3からの
距離 δ_L：カメラと左面検出用マーカーを結ぶ線と水平居基
準線のなす角とすると、次式が得られる。

【００４９】 X_L=A・cos(θ-φ) ……式(7) Y_L=A・sin(θ-φ) ……式(8) また、カメラ4を座標の原点Oとすると左面検出用マーカ
ー5Lの座標は[d-X_L,Y_L]であり、従って角度δ_Fは次式で
表される。

【００５０】 δ_L=arctan(Y_L/(d-X_L)) ……式(9) 従って、この式(9)に式(7)及び(8)を代入して変形すれ
ば、連結角θが求められる。この場合も実施例(1)と同
様に側面用マップとして連結角θと角度δ_Fとの関係を
予め記憶しておけばよい。

【００５１】図12においては、1台のテレビカメラ4を用
いた場合においてトレーラ2が最大に屈曲したときの図
を示しており、この場合においても、上記と同様にして
連結角θを正確に演算することができる。上記の実施例
(1)及び(2)においては、テレビカメラを1台用いている
が、図13に示す本発明に係るトレーラ連結角検出装置の
実施例(3)のようにトラクタ1の左右方向の両端位置にテ
レビカメラ4L,4Rを用いることも可能である。

【００５２】なお、この実施例(3)では上記の側面位置
検出用マーカーを用いていないが、検出可能な連結角θ
の範囲を広げるために、上記の実施例(1)及び(2)と同様
に側面位置検出用マーカーを用いることも勿論可能であ
る。図14は、このように2台のテレビカメラを用いた実
施例(3)の回路構成例を示しており、右側テレビカメラ4
Rの出力画像は、演算処理装置6における画像メモリ6aR
に入力されて画像処理部6bに与えられると共に、左側テ
レビカメラ4Lは、画像メモリ6aLを経由して画像処理部6
bに与えられ、演算部6cで所定の演算が行われるように
なっている。

【００５３】図15は、このような2台のテレビカメラを
用いた実施例(3)の演算処理装置6に格納され且つ実行さ
れるプログラムのフローチャートを示したものであり、
以下、このフローチャートを参照してこの実施例(3)の
処理手順を説明する。まず、左右両カメラ4L,4Rの撮影
画像の画像処理及び画像認識を実行する（ステップS2
1）。これは、上記の図6及び図10におけるステップS1に
対応している。

【００５４】ステップS21によって得られた画像認識結
果に基づき、いずれかのテレビカメラ4R,Lが前面位置検
出用マーカー5Fを認識しているか否かを判定する（同S2
2）。この結果、前面位置検出用マーカー5Fを認識して
いることが分かったときには、両方のカメラ4L,4Rで認
識しているか否かを判定し（同S23）、認識しているな
らステップS24へ進み、片方のカメラだけであるならス
テップS32へ進む。

【００５５】ステップS24においては、両方のカメラ4L,
4Rでマーカー5Fを認識しているので、それぞれ、画像内
のマーカー5Fの画像位置の角度δ_FRとδ_FLを検出して、
ステップS25へ進む。ステップS25においては、角度δ_FR
とδ_FLの値を基に、マップからトレーラ連結角θの情報
を読み取りステップS26へ進む。

【００５６】この時のマップが図16に示されており、こ
のマップ例では、特に右側カメラ4Rから得られるマーカ
ー5Fの角度δ_Fからトレーラ連結角θを曲線Aにより読み
取ることができる。なお、左側カメラ4Lについては図示
していないが、同様にマップ化できることは言うまでも
ない。

【００５７】ステップS26においては、上記のマップか
ら得られた連結角情報に基づき、屈曲しているか否かを
判定し、屈曲していればステップS27へ進み、屈曲して
いなければステップS28へ進む。ステップS27において
は、屈曲方向を連結角θの極性から判断し、右屈曲なら
ステップS29へ進み、、左屈曲ならステップS30へ進む。

【００５８】ステップS28においては、連結角θ＝0と置
いてステップS31へ進む。ステップS29においては、右屈
曲のときであるので、反対側の左側カメラ4Lの検出値δ
_FLを基にマップから連結角θを読み出してステップS31
へ進む。ステップS30においては、左屈曲のときである
ので、やはり反対側の右側カメラ4Rの検出値δ_FRを基に
マップから連結角θを読み出してステップS31へ進む。

【００５９】ここで、右側カメラ4Rによって、前面位置
検出用マーカー5Fの角度位置δ_FRを求める原理を図17に
より説明する。図17は、2台のテレビカメラ4L,4Rを用い
て前面位置検出用マーカー5Fを検出し、トレーラ連結角
θを求める演算方法についての説明図であり、トラクタ
1の左右方向の中央部でテレビカメラ4L,4Rを結ぶ前面位
置を座標の原点Oとし、トラクタ1の直進方向をX座標
（後方向が＋側）、左右方向をY座標（右方向が＋側）
として以下のようにして求めることができる。

【００６０】まず、右側カメラ4Rの座標は、原点Oから
カメラ4Rまでの距離をhとすると、[0,h]となるので、上
記の式(1)〜(3)を本実施例においても同様に適用する
と、右側カメラ4Rの角度δ_FRは次式で与えられる。 なお、その他の各諸定数は上記と同様である。また、左
側カメラ4Lについても同様に角度δ_FLを求めることがで
きる。

【００６１】このようにして、両方のカメラ4L,4Rで前
面位置検出用マーカー5Lを認識している場合に、その屈
曲方向と連結角θを決定したが、ステップＳ23において
何れか一方しか前面位置検出用マーカー5Fをパターン認
識できなかったときには次のように実行される。

【００６２】まず、ステップＳ32においては、そのカメ
ラが右側カメラ4Rであるなら左屈曲、左側カメラ4Lであ
るなら右屈曲していると判定してステップＳ33へ進む。
ステップＳ33においては、そのカメラの画像内の検出用
マーカー5Fの角度δ_FR又はδ_FLを検出してステップＳ34
へ進む。

【００６３】ステップＳ34では検出した角度δ_FR又はδ
_FLの値を基に図16に示したマップから連結角θを読み出
し、ステップＳ31へ進む。なお、ステップＳ22におい
て、何れのカメラも前面位置検出用マーカー5Fを認識し
ていない場合には、上記と同様に運転者や連結角を利用
して制御しているシステム側に上記と同様の「連結角検
出不能情報」を通知してこのルーチンを出る。

【００６４】図18は上記のように2台のテレビカメラ4L,
4Rを用いた場合において、各々のカメラを内側に一定角
度φだけ向けて取り付けた実施例(4)を示している。こ
の場合、前面位置検出用マーカー5Fは回動連結部3を中
心として回動するだけであるから、そのY方向の移動量
は小さい。従って、カメラ4L,4Rの視野角はトレーラ2が
屈曲したときのこの前面位置検出用マーカー5Fの移動軌
跡が含まれる範囲のものでよいことになる。

【００６５】一方、図13に示す実施例(3)のようにカメ
ラ4L,4Rを真っ直ぐ後向きに取り付けた場合は、トレー
ラ2が屈曲していない状態でも前面位置検出用マーカー5
Fを検出する必要があるのでカメラの視野角をある程度
まで大きくしなければならない。このとき、カメラの外
側の視野には外界が非常に大きく映し出されてしまう。

【００６６】しかしながら、この実施例(4)のようにカ
メラ4L,4Rを内側に向けて取り付けることにより、視野
角が比較的小さなカメラを使用することができるので、
外側外界のノイズ物体の影響を大幅に減少させることが
できると共に、コスト的にも低減が可能となる。

【００６７】なお、カメラ4L,4Rを内側に向けて取り付
ける場合も、連結角θと画像内の前面位置検出用マーカ
ー5Fとの関係を図16とは別のマップに記憶しておき、検
出されたマーカーの角度δ_FL,δ_FRを基に連結角θを読
み出すようにしてもよいことは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトレ
ーラ連結角検出装置によれば、トラクタにテレビカメラ
を設置し、トレーラの前面パネルにおいてテレビカメラ
と相対的に所定の位置になるように前面位置検出用マー
カーを設置し、テレビカメラの出力画像内の前面位置検
出用マーカーの画像位置を検出することによりトレーラ
の連結角を求めるように構成したので、トラクタとトレ
ーラの連結角を正確で安全上の問題がなく、且つ構造が
簡単であり、非接触式で検出することが可能となる。

【００６９】また、該求めた連結角が所定値より大きい
か又は前面位置検出用マーカーが検出できない場合で
も、トレーラの両側面前方にそれぞれ側面位置検出用マ
ーカーを設置しておき、この側面位置検出用マーカーを
検出したときに、同様にしてそのマーカーの画像位置を
検出することによりトレーラの連結角を検出することも
可能である。

【００７０】さらには、テレビカメラをトラクタの左右
端部に1台ずつ設置しておき、両カメラの出力画像から
トレーラの屈曲方向を検出し、その屈曲方向に応じて選
択的にカメラの出力画像を使用して連結角を検出するこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(1)を平面的に示した図である。

【図2】図1の実施例(1)を左側面から見たときの概略図
である。

【図3】本発明に係るトレーラ連結角検出装置におい
て、トレーラの前面又は側面に設けられる検出用マーカ
ーの設置例を示した図である。

【図4】図3に示した各マーカーの変形例を示した図であ
る。

【図5】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(1)及び(2)の回路構成例を示したブロック図である。

【図6】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(1)の動作フローチャート図である。

【図7】本発明の実施例(1)において連結角を求める原理
を説明するための平面図である。

【図8】本発明に係るトレーラ連結角検出装置において
テレビカメラによって撮影される画像例を示した図であ
る。

【図9】本発明に係るトレーラ連結角検出装置において1
台のカメラを用いた場合の連結角と角度δ_Fとの関係及
び検出可能範囲を示したマップ図である。

【図10】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(2)の動作フローチャート図である。

【図11】図10に示した実施例(2)において連結角を求め
るための原理を説明するための平面図である。

【図12】本発明に係るトレーラ連結角検出装置において
トレーラが最大に屈曲したときの例を示した平面図であ
る。

【図13】本発明に係るトレーラ連結角検出装置において
2台のテレビカメラを用いたときの実施例(3)を示した概
略平面図である。

【図14】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(3)及び(4)における回路構成例を示したブロック図であ
る。

【図15】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(3)の動作フローチャート図である。

【図16】本発明に係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(3)に用いる連結角と角度δ_Fとの関係及び検出可能範囲
を示したマップ図である。

【図17】本発明係るトレーラ連結角検出装置の実施例
(3)において連結角を求める原理を説明するための平面
図である。

【図18】図13に示す実施例において、両側のテレビカメ
ラの向きを内側に向けたときの実施例(4)を示した平面
図である。

【符号の説明】

1 トラクタ 1a トラクタのルーフ 2 トレーラ 2a トレーラ前面パネル 2b トレーラ側面パネル 3 回動連結部 4,4L,4R テレビカメラ 5F 前面位置検出用マーカー 5L 左面位置検出用マーカー 5R 右面位置検出用マーカー 6 演算処理装置 6a 画像メモリ 6b 画像処理部 6c 演算部 θ 連結角 ±δ₀ カメラ視野角 δ_F ,δ_L,δ_FR, δ_FL マーカー検出角度 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレーラと共に連結車両を形成するトラク
   タに設置されたテレビカメラと、 該トレーラの前面パネルにおいて、該テレビカメラと相
   対的な所定位置に設置された前面位置検出用マーカー
   と、 該テレビカメラの出力画像内の該マーカーの画像位置を
   検出することにより該トレーラの連結角を求める演算処
   理装置と、 を備えたことを特徴とするトレーラ連結角検出装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 該トレーラの各側面パネルの前方に側面位置検出用マー
   カーを該テレビカメラと相対的な所定位置に設置し、該
   演算処理装置は、該連結角が所定値より大きくなるか又
   は該前面位置検出用マーカーが検出できないときに、い
   ずれかの該側面位置検出用マーカーを検出した場合に
   は、該側面位置検出用マーカーの画像位置に基づいて該
   トレーラの連結角を求めることを特徴としたトレーラ連
   結角検出装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 該テレビカメラが、該トレーラの左右方向の中央部に1
   台設置されており、該前面位置検出用マーカーが該前面
   パネルの中央部に設置されていることを特徴としたトレ
   ーラ連結角検出装置。
4. 【請求項４】請求項１において、 該テレビカメラが、該トラクタの左右端部に1台ずつ設
   置されており、該演算処理装置は、両カメラの出力画像
   から該トレーラの屈曲方向を検出し、該屈曲方向と反対
   側の該テレビカメラの出力画像から該トレーラの連結角
   を求めることを特徴としたトレーラ連結角検出装置。
5. 【請求項５】請求項４において、 各テレビカメラが所定角度だけ予め車両の内側に傾けら
   れていることを特徴としたトレーラ連結角検出装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、 該テレビカメラの位置を座標の原点としたとき、該演算
   処理装置は、直進状態時を基準として該マーカーの画像
   位置を該原点からの水平角度として求めると共に該水平
   角度から諸定数を用いて該連結角を求めることを特徴と
   したトレーラ連結角検出装置。
7. 【請求項７】請求項６において、 該水平角度と該連結角との関係が予めマップに記憶され
   ていることを特徴とするトレーラ連結角検出装置。
8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、 該演算処理装置が該マーカーの種々のパターンを予め記
   憶しておき、該テレビカメラの出力画像と比較すること
   により該マーカーの画像位置を検出することを特徴とし
   たトレーラ連結角検出装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のいずれかにおいて、 各マーカーが異なる形状であることを特徴としたトレー
   ラ連結角検出装置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至８のいずれかにおいて、 該テレビカメラがカラーテレビカメラであり、該各マー
    カーが色違いの同形状のものであることを特徴としたト
    レーラ連結角検出装置。